Контрольная работа по "Экологии"

Содержание

Контрольное задание №1. 3

Контрольное задание №2. 3

Контрольное задание №3. 6

Контрольное задание №4. 8

Контрольное задание №5. 11

Контрольное задание №6 13

Контрольное задание №7 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер контрольной работы определяется по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента. Контрольная работа для варианта № 51 состоит из заданий: №1, №26, №75, №76, №101, № 126, № 175.

Контрольное задание  №1.

Понятие: живое, косное, биогенное, биокосное, природное, антро- 
погенное, вредное вещество.

Живое вещество - совокупность всех живых организмов Земли (вирусов, бактерий, грибов, растений, животных). Имеет массу около 2.4∙10¹² т, занимает особо важное место в биосфере.

Косное вещество - вещество биосферы, образуемое без какого-либо участия живого вещества. Иначе называется абиогенным веществом (магматические и биогенные горные породы, метаморфические породы).

Биогенное вещество - вещество биосферы, образуемое в процессе жизнедеятельности живого вещества.

Биокосное вещество - природная система, образованная взаимодействием живого вещества и косного вещества (почва).

Природное вещество - химические соединения или элементы, возникающие в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов и естественно входящие в природный круговорот веществ.

Антропогенное вещество - химическое соединение, включенное в геосферу благодаря деятельности человека. Различают антропогенные вещества, входящие в биологический круговорот, а потому рано или поздно утилизируемые в экосистемах, и искусственные соединения, чуждые. природе, очень медленно разрушаемые живыми организмами и абиотическими агентами и остающиеся вне биосферного обмена веществ.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания  или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни  настоящего и последующих поколений.

Контрольное задание  №2.

Рассчитать допустимую концентрацию загрязняющих веществ в стоках предприятия при сбросе их в открытый водоем по данным варианта.

Определить эффективность  очистки по каждому загрязняющему  веществу.

№ варианта	Категория реки и средний  расход воды Q, м3/с		Коэффициент смешения γ	Виды и концентрации загрязняющих веществ в сточных водах предприятия до очистных сооружений Сфакi, мг/л
26	Рыбохозяйственное водопользование 2,5		0,51	Ni2+- 4,5 Соляровое масло - 2,3 Толуол - 3,4  - 360,2 Cr6+- 1,5
Расход сточных вод q, м3/с		Фоновые концентрации загрязняющих веществ Сфi, мг/л
0,2		Ni2+, - 0,0035 Соляровое масло - 0,005 Толуол - 0,2 - 35 Cr6+ - отсутствует

 

Решение.

Распределяем загрязняющие вещества стоков по группам лимитирующего  показателя вредности для водоёма  рыбохозяйственной категории.

1. Токсикологическая: Ni²⁺, соляровое масло;
2. санитарно-токсикологичская: , Cr⁶⁺;
3. органолептическая: толуол.

Определяем ПДК каждого из этих веществ в речной воде (из табл. 3 методического пособия):

ПДК (мг/л): Ni²⁺ (0,01); соляровое масло (0,01); толуол (0,5); (40,0); Cr⁶⁺ (0,001).

Для каждого загрязняющего  вещества рассчитываем ориентировочную допустимую концентрацию в стоках Сор_i, мг/л, по формуле:

 

Сор_i = ,

где - коэффициент смешения сточной и речной воды; Q - расход воды в реке, м3/с; q - расход сточных вод предприятия, м3/с; - предельно допустимая концентрация рассматриваемого компонента в речной воде данной категории (по справочным данным), мг/л; - фоновая концентрация компонента, мг/л.

= ;

= ;

= ;

= ;

= ;

Учитывая, что в токсикологическую  и санитарно-токсикологичскую группу веществ входят по несколько ингредиентов, рассчитываем ожидаемую концентрацию, мг/л, каждого из загрязняющих веществ в створе реки по формуле:

Сожид_i = .

Токсикологическая группа:

= ;

= .

 

Санитарно-токсикологичская:

=;

=.

Сумма отношений ожидаемых  концентраций загрязняющих веществ, относящихся  к одной группе ЛПВ, в створе реки к соответствующим нормативным  показателям (ПДК) не должна превышать единицы.

Токсикологическая группа:

;

.

Так как суммарная величина больше единицы, снижаем Сожид_i каждого компонента в 2 раза:

.

Санитарно-токсикологичская:

;

.

Так как суммарная величина больше единицы, снижаем Сожид_i каждого компонента в 2 раза:

.

Допустимая концентрация каждого загрязняющего вещества в стоках после очистных сооружений Сдоп_i рассчитывается по формуле:

 

Сдоп_i = .

=

=

=

=

=

Определяем эффективность  работы очистного оборудования, %, по каждому виду загрязнений по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольное задание  №3.

 Рассчитать предотвращенный экономический ущерб в результате работы биоочистных сооружений предприятия в одном из регионов России, при условии, что биоочистные системы (поля орошения) работают при температуре окружающей среды > + 100С.

Исходные данные для расчетов и варианты заданий приведены  в табл.

 

 

Варианты контрольного задания  № 3

Номер варианта	Номера загрязнителей  стоков из табл. 9	Vстоков, м3/сутки	Регион
75	5, 8, 10, 14, 16	720	Московская  обл.

 

Решение.

Рассчитаем фактическую  массу каждого загрязнителя, мг/л по формуле:

 ,

где CH_i и CK_i – начальная и конечная концентрация i загрязнителя в сточных водах до и после биоочистки, мг/л.

 

 

 

 

 

 

Определим степень токсичности  каждого загрязнителя в стоках:

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим приведенную массу  годового сброса загрязнителей, мг/л

 

 

Рассчитаем Э_у при условии, что для Московской области р = 2,60, k=1440 р/год:

 

.

Контрольное задание  №4.

Рассчитать согласно данному варианту (табл.) ПДВ конкретных загрязняющих компонентов от нагретого источника, определить их фактический выброс, необходимость установки улавливающего оборудования, плату за выброс.

№ варианта	Горячий источник выброса		Вид топлива		Расход топлива, т/год		Время работы в год, ч/год		Температура, °С
									газовоздушной смеси	наружного воздуха
76	Котельная вагонного депо		Уголь		17 500		8 000		215	0
№ варианта	Н, м	D, м		Вид и концентрация загрязняющего  вещества
76	18	1,5		Наименование		Cmax мг/м3	Cф мг/м3
				SO2 CO		50,8 5,3	0,4 0,03

 

 

Решение.

Расчитаем по формуле:

 

 – максимально-разовая предельно допустимая концентрация i –

го компонента, мг/м3; – фоновая концентрация i -го компонента, мг/м3;

() – максимальная приземная концентрация данного

загрязняющего вещества при выбросе нагретой газовоздушной смеси из исследуемого источника, мг/м3; H – высота выброса над уровнем земли, м; – разность между температурой, выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающей среды, °С; A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания атмосферных примесей (для территории Дальнего Востока и Сибири A = 200); F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей F = 1, для крупнодисперсной пыли и золы при очистке до 75% – 2,5, при полном отсутствии очистки для крупнодисперсной пыли – 3); m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Из таблицы 11 методического  пособия:

, .

Объем газовоздушной смеси продуктов сгорания V, м3/с, рассчитаем по формуле:

 

где Q – расход топлива, т/год (для твердого или жидкого топлива); м3/год (для газообразного); V₀ – расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг или 1 м³ топлива (для угля V₀ = 5,5 м3/кг, дизельного топлива 10,8 м3/кг, мазута 8,4 м³/кг, газа 10 м³/м³); t – время работы установки в год, с/год.

 

 

Скорость выхода газовоздушной смеси W₀ , м/с, рассчитаем по формуле:

 

 

Коэффициенты  f, m рассчитываем по формулам:

 

 

 

Величины V_m и n определяем по формуле:

 

 

Итак,

 

 

 

 

Фактический выброс сажи определим по формуле:

 

 

Так как фактический выброс диоксида серы и оксида углерода не превышает предельно допустимого, устанавливать  какое-либо дополнительное оборудование не нужно.

Плату за годовой выброс в пределах ПДВ П₁ рассчитаем по формуле:

 

где C_i – ставка платы, р; m_i – фактический выброс данного загрязняющего компонента, г/с; – время работы источника загрязнения в течение 1 года, с.

 

где H_i – базовый норматив платы за выброс 1 т загрязняющего вещества в пределах допустимых выбросов, р.; K – коэффициент экологической ситуации данного региона по атмосферному воздуху (для Дальнего Востока K = 1,0).

 

(из табл.11 (стр. 31) методического  пособия).

 

 

Контрольное задание  №5.

Согласно варианту рассчитать:

• максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества при выбросе из одиночного горячего источника;
• Х - расстояние от источника выброса, м, где при неблагоприятных метеорологических условиях достигается С_М этого вещества;
• U_B - опасную скорость ветра, при которой достигается С_М на уровне 10 м от земли;
• С_В-В - значения приземных концентраций рассматриваемого вещества на различных расстояниях от источника выброса;
• определить размер СЗЗ предприятия, допуская, что источник выброса единственный.

 

№ варианта	Вид вещества	Основные показатели, необходимые  для расчета	Территория расположения объекта	Среднегодовое направление ветра	Расстояние от источника, м, для расчета Ci вещества
101	СО	Значения: mфакт.i, H, V, T, F, m, n брать из расчетных данных варианта № 76	Урал	ЮВ	10, 50, 100, 200, 300, 400, 500

 

 

 

Решение.

Рассчитаем максимальное значение приземной концентрации оксида углерода, мг/м3, по формуле:

 

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; коэффициенты F, m, n – их смысл и значение см. Контрольное задание №4; Н – высота выброса, м; – фактическая мощность выброса, мг/с; V – объем (расход) газовоздушной смеси, м3/с; – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающей среды, °С.

Значение А, соответствующее неблагоприятным метеоусловиям, при которых концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе максимальна, равно 180 для Европейской территории и Урала севернее 52° с.ш. Остальные значения берём из К.З.№4.

 

 

 

Исходя  из данных задания, безразмерный коэффициент  d найдем по формуле, так как V_m = 0,205:

 

X_М – расстояние от источника выброса, м, где достигается – найдем по формуле:

 

 

Опасная скорость ветра U_B = 0,5 м/с, т.к. Vm = 0,205.

Для расчета  С_{i CO}, мг/м3, на расстоянии 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500 м от оси факела при U_В = 0,5 м/с, найдем безразмерный коэффициент S, при расстоянии:

– 10 м  – Х_i /Х_М = = 0,4;

– 50 м  – Х_i /Х_М = = 2,004;

– 100 м  – Х_i /Х_М = = 4,008;

– 200 м – Х_i /Х_М = = 8,008;

– 300 м  – Х_i /Х_М = = 12,012;

– 400 м  – Х_i /Х_М = = 16,016;

– 500 м  – Х_i /Х_М = = 20,02.

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем С_{i CO}:

 

 

 

 

 

 

 

Для определения  границ СЗЗ по табл. 11(стр.31 методического пособия) находим, ПДК_М.Р.СО= 5 мг/м3.

Из предыдущих расчетов видно, что на расстоянии 10 м от источника   С_{i CO} = 0,078 мг/м3< ПДК_М.Р.СО. Следовательно, L₀ = 10 м. С учетом среднегодовой розы ветров по формуле находим L, м:

L = 10 · 18/12,5 = 14,4 м.

Таким образом, минимальное расстояние от источника выброса (труба котельной) до жилой застройки должно составлять не менее 14,4 м.

 

Контрольное задание  №6

Согласно  варианту (табл. 16) оценить экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами конкретного источника, сравнить его величину с фактической платой за выброс, которую осуществляет предприятие. Для упрощения расчета отдельные данные брать из вариантов  заданий № 4 и 5. Значения ПДК_{i СС} взять из табл. 11. Значение m_{факт i} пересчитать по формуле (44).

№ варианта	Источник загрязнения		Виды загрязняющих веществ	mфакт i, H, DT, XП, UВ
126	Котельная вагонного депо		SO2 CO	Данные взять по результатам расчета контрольных заданий № 4 и 5
Скорость осаждения вещества в атмосфере, см/с		S зоны загрязнения, км2	K, %
<1		30	Территория предприятия -50 %, населенные пункты -20%, заповедник - 20 %